成膜装置以及成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供一种使成膜的再现性进一步提高的成膜装置以及成膜方法。根据实施方式，成膜装置具备等离子体枪、检测部及控制部。等离子体枪能够喷出等离子体气体，而在照射等离子体气体的加工对象物上形成膜。检测部检测等离子体气体喷出方向上的等离子体气体中的温度或发光强度。控制部根据从检测部取得的温度或发光强度，以使温度处于第1温度以上且第2温度以下的范围的等离子体气体、或发光强度处于第1发光强度以上且第2发光强度以下的范围的等离子体气体照射到加工对象物的方式，控制加工对象物与等离子体枪的距离。

【技术实现步骤摘要】
[相关申请]本申请享有以日本专利申请2015-52742号(申请日：2015年3月16日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及一种成膜装置以及成膜方法。
技术介绍
作为成膜装置之一，有从等离子体枪喷出等离子体气体而在照射有等离子体气体的衬底上形成膜的成膜装置。从等离子体枪喷出的等离子体气体例如有等离子体温度等状态在等离子体中不均的情况。在此情况下，有时膜的膜质或成膜速度等会根据等离子体枪与衬底的距离而改变，从而无法获得每次成膜的再现性。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种成膜的再现性进一步提高的成膜装置以及成膜方法。根据实施方式，提供一种成膜装置，具备：等离子体枪，能够喷出等离子体气体，而在照射所述等离子体气体的加工对象物上形成膜；检测部，检测所述等离子体气体喷出方向上的所述等离子体气体中的温度或发光强度；以及控制部，根据从所述检测部取得的所述温度或所述发光强度，以使所述等离子体气体的温度处于第1温度以上且第2温度以下的范围的所述等离子体气体、或所述等离子体气体的发光强度处于第1发光强度以上且第2发光强度以下的范围的所述等离子体气体照射到所述加工对象物的方式，控制所述加工对象物与所述等离子体枪的距离。附图说明图1(a)及(b)是第1实施方式的成膜装置的示意图。图2是第1实施方式的成膜装置的示意图。图3是表示第1实施方式的成膜装置的特性的一个示例的曲线图。图4是第2实施方式及第3实施方式的成膜装置的示意图。图5(a)及(b)是表示第2实施方式的成膜装置的特性的一个示例的曲线图。图6是表示第3实施方式的成膜装置的特性的一个示例的曲线图。图7是第4实施方式的成膜装置的示意图。图8是表示使用有第4实施方式的成膜装置的成膜方法的一个示例的流程图。具体实施方式以下，一边参照附图，一边对本专利技术的各实施方式进行说明。此外，附图是示意图或概念图，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等未必与实物相同。而且，即便是表示相同部分的情况，也有相互的尺寸或比率根据附图而不同地表示的情况。此外，在本申请的说明书与各图中，对于已给出的图中与以上所述的要素相同的要素标注相同的符号，并适当省略详细的说明。(第1实施方式)图1(a)及图1(b)是第1实施方式的成膜装置的示意图。图2是第1实施方式的成膜装置的示意图。图1(b)是成膜装置(以下，例如为等离子体成膜装置101)的示意剖视图。图2是从成膜装置101喷出的等离子体气体60的示意图。在图1(a)、图1(b)及图2中，喷嘴11是以剖面表示。如图1(a)所示，本实施方式的成膜装置101具有等离子体枪10、检测部20及控制部30。等离子体枪10喷出等离子体气体60。等离子体枪10能够对安装在等离子体气体60的喷出目的地(例如等离子体枪10的正下方)的工件(加工对象物)照射等离子体气体60而形成膜。所谓加工对象物，例如为半导体衬底、机械零件等。等离子体枪10具有喷嘴11。等离子体气体60从喷嘴11喷出。在本实施方式中，加工对象物为部件71。膜形成在部件71的表面71a。在本实施方式中，等离子体枪10在Z方向(铅垂方向)上移动自如地设置。等离子体枪10从某基准点来看在Z方向移动例如500mm(毫米)。由此，等离子体枪10在Z方向上的位置发生变化。成膜装置101还具有枪移动机构40。枪移动机构40使等离子体枪10移动。枪移动
机构40例如由控制部30控制。枪移动机构40具有作为用来使等离子体枪10移动的动力源的致动器。作为致动器，可举出例如步进电动机或伺服电动机等。控制部30例如将特定的脉冲数输入至致动器的驱动器。由此，致动器驱动，而使等离子体枪10例如以μm(微米)为单位而移动。等离子体枪10在Z方向上的位置得以调整。如图1(b)所示，成膜时等离子体枪10的喷嘴11的喷出口11a与部件71的表面71a的距离(以下，称为“喷镀距离Dn”)得以调整。如图1(b)所示，对等离子体枪10供给支援等离子体化的支援气体(载气)、成为膜73的材料的喷镀材料及电源等(参照图1(b)中的箭头Su1)。作为喷镀材料，可举出例如SiC(碳化硅)或Y2O3(氧化钇)等。喷镀材料例如为粉体或浆料。喷镀材料碰撞到部件71的表面71a而形成膜73。在使用SiC作为喷镀材料的情况下，作为膜73的结晶构造，可举出例如立方晶(3C-SiC)、六方晶(4H-SiC、6H-SiC)等。膜73的特性(例如热导率或腐蚀性等)根据膜73的结晶构造而不同。膜73的结晶构造例如会根据成膜温度而变化。如图2所示，等离子体气体60在喷出等离子体气体60的方向上具有温度分布。等离子体气体60的温度是在成膜时使所要形成的膜的膜质变化的因素。这里，膜质是所要形成的膜的结晶性及膜的配向性。等离子体气体60的温度越靠前端侧越低。等离子体气体60具有例如5000℃的区域、3000℃的区域及2000℃的区域。检测部20检测等离子体气体60的状态。这里，等离子体气体60的状态是指等离子体气体60的温度及等离子体气体60的发光强度的任一个。检测部20包含温度检测部21。温度检测部21检测作为等离子体气体60的状态的温度。温度检测部21包含例如非接触型的温度传感器(例如温度监控器)。控制部30也可利用温度监控器来监控等离子体气体60的温度，在等离子体气体60的温度未达到预先设定的温度的情况下，发出作为装置异常的警报。在此情况下，不将等离子体气体60照射到加工对象物。也就是说，不进行成膜步骤。这里，预先设定的温度例如可为室温。控制部30根据利用检测部20所获得的等离子体气体60的状态来调整喷镀距离Dn。控制部30例如是计算机的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)。以下说明的控制部所具有的各机构是通过由控制部30执行特定程序来实现。控制部30具有距离控制机构31。距离控制机构31根据利用温度检测部21检测的等离子体气体60的温度，取得用
来成为特定成膜温度的目标距离Tn1，且使用枪移动机构40使等离子体枪10移动以使距离Dn成为目标距离Tn1。距离控制机构31使用枪移动机构40使等离子体枪10移动以使等离子体枪10在Z方向上的位置逐次变化，并且利用温度检测部21而检测等离子体气体60的温度。由此，取得等离子体枪10在Z方向上的位置与等离子体气体60的温度的对应关系，也就是，等离子体气体60的温度分布。图3是表示第1实施方式的成膜装置的特性的一个示例的曲线图。图3是等离子体气体60的温度分布的一个示例。在图3中，横轴表示等离子体枪10在Z方向上的位置Zg(mm)，纵轴表示温度Tp(℃)。距离控制机构31记录等离子体气体60的温度处于预先设定在距离控制机构31的温度范围(第1温度Tp1以上且第2温度Tp2以下)期间的等离子体枪10在Z方向上的位置的范围(Zg1～Zg2；以下，称为“第1范围”)。这里，所谓温度范围，例如为能够成膜具有特定结晶构造的膜的温度范围。能够成膜具有6H-SiC的结晶构造的膜的温度范围例如为3000±100℃。距离控制机构31根据所述所取得的等离子体枪10的第1范围，算出用来成膜具有特定结晶构造的膜的目标距离Tn1。目标距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜装置，其特征在于具备：等离子体枪，能够喷出等离子体气体，而在照射所述等离子体气体的加工对象物上形成膜；检测部，检测所述等离子体气体喷出方向上的所述等离子体气体中的温度或发光强度；以及控制部，根据从所述检测部取得的所述温度或所述发光强度，以使所述等离子体气体的温度处于第1温度以上且第2温度以下的范围的所述等离子体气体、或所述等离子体气体的发光强度处于第1发光强度以上且第2发光强度以下的范围的所述等离子体气体照射到所述加工对象物的方式，控制所述加工对象物与所述等离子体枪的距离。

【技术特征摘要】
2015.03.16 JP 2015-0527421.一种成膜装置，其特征在于具备：等离子体枪，能够喷出等离子体气体，而在照射所述等离子体气体的加工对象物上形成膜；检测部，检测所述等离子体气体喷出方向上的所述等离子体气体中的温度或发光强度；以及控制部，根据从所述检测部取得的所述温度或所述发光强度，以使所述等离子体气体的温度处于第1温度以上且第2温度以下的范围的所述等离子体气体、或所述等离子体气体的发光强度处于第1发光强度以上且第2发光强度以下的范围的所述等离子体气体照射到所述加工对象物的方式，控制所述加工对象物与所述等离子体枪的距离。2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于所述控制部根据从所述检测部取得的所述温度及所述发光强度，以使所述等离子体气体的温度处于第1温度以上且第2温度以下的范围、以及所述等离子体气体的发光强度处于第1发光强度以上且第2发光强度以下的范围的所述等离子体气体照射到所述加工对象物的方式，控制所述加工对象物与所述等离子体枪的距离。3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于所述控制部在所述等离子体气体的状态稳定之后，控制所述距离。4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于在所述等离子体气体的所述发光强度的每特定时间的增加率为第1阈值以下且所述等离子体气体的所述发光强度为第2阈值以上的情况下，所述控制部控制所述距离。5.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于所述检测部包含温度监控器，所述温度监控器检测所述等离子体气体的所述温度；且所述控制部利用所述温度监控器来检测所述等离子体气体的所述温度，在所述等离子体气体的所述温度未达到所设定温度的情况下，不将所述等...

【专利技术属性】
技术研发人员：三田浩史，南云英一，斋藤诚，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP